(57)【要約】  増幅器における異常発振を防止することができるレーザ装置を提供する。  種光を出力する種光源１０と、励起光源２０と、励起光源２０により励起状態とされた元素により、種光を増幅する増幅器としての増幅用光ファイバ３０と、種光源１０と増幅用光ファイバ３０との間に配置され、増幅用光ファイバ３０から出力する光の強度をモニタするモニタ部５０と、種光源１０を制御する光源制御部６１と、を備え、光源制御部６１は、増幅用光ファイバ３０に種光が入力されていない状態において、モニタ部５０に入力する光が所定の強度以上となった場合に、種光源１０から種光を強制的に出力させる。
2011118817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被増幅光を出力する光源と、
励起部と、
前記励起部により励起状態とされた増幅媒体により、前記被増幅光を増幅する増幅器と、
前記光源と前記増幅器との間に配置され、前記増幅器から出力する光の強度をモニタするモニタ部と、
前記光源を制御する光源制御部と、
を備え、
前記光源制御部は、前記増幅器に前記被増幅光が入力されていない状態において、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記光源から前記被増幅光を強制的に出力させる
ことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
前記光源は、パルス状の被増幅光を一定の周期で出力し、
前記光源制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記被増幅光が出力する前記周期を短くすることで、前記光源から前記被増幅光を強制的に出力させる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ装置。
【請求項３】
前記励起部を制御する励起制御部を更に備え、
前記励起制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記増幅媒体の励起状態が低くなるように前記励起部を制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記励起制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記励起部を停止状態とする
ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記励起部は、励起光を出力する励起光源であり、
前記増幅器は、前記被増幅光を伝播し、前記励起光源により励起状態とされる活性元素が添加される増幅用光ファイバである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ装置に関し、特に、増幅器における異常発振を防止することができるレーザ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ装置は、加工機、医療機器、測定器の分野等において用いられている。このようなレーザ装置においては、被加工体等により出力光が反射して、反射した出力光が、レーザ装置の出力端から入射する場合がある。そして、このような反射光をモニタすることで、レーザ装置の損傷を抑制したり、被加工体の状態を把握するレーザ装置が知られている。【０００３】
下記特許文献１には、このようなレーザ装置が記載されている。このレーザ装置は、出力光が被加工体で反射して、反射光として出力端から入力した光を、光源よりも手前で分離してモニタするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１４１４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１に記載のレーザ装置は、反射光として入力した光をモニタすることで、被加工体の状態や、レーザガイドの状態を把握することにのみ利用されている。また、このようなレーザ装置においては、反射光の一部が分離されずに、光源等に向かって伝播する場合がある。この場合に、光源内に増幅器を有する場合においては、その増幅器内において異常発振が生じることがあり、この異常発振により生じる強度の強い光によって、光源が破損する虞がある。従って、増幅器における異常発振を防止したいという要望がある。【０００６】
そこで、本発明は、増幅器における異常発振を防止することができるレーザ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のレーザ装置は、被増幅光を出力する光源と、励起部と、前記励起部により励起状態とされた増幅媒体により、前記被増幅光を増幅する増幅器と、前記光源と前記増幅器との間に配置され、前記増幅器から出力する光の強度をモニタするモニタ部と、前記光源を制御する光源制御部と、を備え、前記光源制御部は、前記増幅器に前記被増幅光が入力されていない状態において、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記光源から前記被増幅光を強制的に出力させることを特徴とするものである。【０００８】
このようなレーザ装置によれば、光源と増幅器との間において、増幅器に被増幅光が入力されていない状態で、増幅器から出力する光の強度をモニタすることで、増幅器から光源に向かって出力する光の強度を把握することができる。ところで、励起状態とされた増幅媒体により被増幅光を増幅する増幅器においては、被増幅光が入力されていない状態において、励起部により励起状態とされる増幅媒体が、時間と共に高い励起状態とされる。そして、励起状態とされた増幅媒体は、自然放出光を放出する。そして、この自然放出光が増幅されたＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）が、増幅器から出力して、被加工体等で反射して、再び、増幅器に入力することがある。このとき増幅器の増幅媒体が高い励起状態の場合や、再入力したＡＳＥの強度が強い場合には、増幅器において異常発振を誘発する虞がある。しかし、本発明のレーザ装置においては、上述のように光源と増幅器との間において、増幅器から出力する光の強度を把握することができるので、増幅器から光源に向かって出力するＡＳＥの強度を把握することができる。この増幅器から出力するＡＳＥの強度は、増幅器の増幅媒体の励起状態、及び、増幅器に再入力したＡＳＥの強度が、それぞれ影響した結果であるため、増幅器から光源に向かって出力するＡＳＥの強度が強い場合には、増幅器の増幅媒体が高い励起状態であるか、再入力したＡＳＥの強度が強い状態であるかの少なくとも一方の状態とされる。そこで、増幅器から出力するＡＳＥの強度が、所定の強度以上となった場合に、光源制御部の制御により強制的に出力される被増幅光によって、励起状態とされた増幅媒体に誘導放出を起こさせ、増幅器の増幅媒体の励起状態を低くすることができる。従って、増幅器における異常発振を防止することができる。【０００９】
さらに、上記レーザ装置において、前記光源は、パルス状の被増幅光を一定の周期で出力し、前記光源制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記被増幅光が出力する前記周期を短くすることで、前記光源から前記被増幅光を強制的に出力させることが好ましい。【００１０】
このようなレーザ装置によれば、一定の周期でパルス状の出力光を出力するレーザ装置において、パルス間で増幅器が異常発振することを防止することができる。【００１１】
また、上記レーザ装置において、前記励起部を制御する励起制御部を更に備え、前記励起制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記増幅媒体の励起状態が低くなるように前記励起部を制御することが好ましい。【００１２】
このようなレーザ装置によれば、励起制御部により励起部が制御されて、増幅器における増幅媒体の励起状態が低くされるので増幅器の異常発振をより確実に防止することができる。【００１３】
さらに、上記レーザ装置において、前記励起制御部は、前記モニタ部に入力する前記光が所定の強度以上となった場合に、前記励起部を停止状態とすることが好ましい。【００１４】
このようなレーザ装置によれば、励起制御部により励起部が停止状態されるため、増幅器の増幅媒体をより確実に低い励起状態にすることができる。【００１５】
また、上記レーザ装置において、前記励起部は、励起光を出力する励起光源であり、前記増幅器は、前記被増幅光を伝播し、前記励起光源により励起状態とされる活性元素が添加される増幅用光ファイバであることが好ましい。【００１６】
このようなレーザ装置によれば、増幅用光ファイバにおける異常発振を事前に把握して、増幅用光ファイバにおける異常発振を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、増幅器における異常発振を防止することができるレーザ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【図２】図１の増幅用光ファイバから出力される光の強度を模式的に示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るレーザ装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、レーザ装置１は、ファイバレーザ装置であり、被増幅光としての種光を出力する光源としての種光源１０と、励起光を出力する励起部としての励起光源２０と、種光と励起光とが入力する増幅器としての増幅用光ファイバ３０と、種光源１０及び励起光源２０と増幅用光ファイバ３０とを接続するコンバイナ４０と、種光源１０と増幅用光ファイバ３０との間に配置されるモニタ部５０と、種光源１０を制御する制御部６０と、を主な構成として備える。このようにレーザ装置１は、種光源１０がＭＯ（Master Oscillator）とされ、励起光源２０及び増幅用光ファイバ３０がＰＡ（Power Amplifier）とされる、いわゆるＭＯ−ＰＡ型のレーザ装置である。
【００２２】
種光源１０は、例えば、レーザダイオードや、ファブリペロー型やファイバリング型のファイバレーザ装置等からなる図示しない種光発生部、及び、種光を種光源１０の外部に出力するか否かを切換える光スイッチ１１を有している。光スイッチ１１は、例えば、ＡＯＭ（Acoustic Optical Modulator）から構成される。光スイッチ１１は、低損失な状態と高損失な状態とを繰り返すように制御されたり、低損失な状態や高損失な状態を維持するように制御される。光スイッチ１１が、低損失な状態と高損失な状態とを繰り返すように制御される場合には、種光源１０からはパルス状の種光が出力し、光スイッチ１１が、低損失な状態を維持するように制御される場合には、種光源１０からは、連続状の種光が出力し、光スイッチ１１が、高損失な状態を維持するように制御される場合には、種光源１０からは、種光が出力されない。なお、光スイッチ１１は、種光発生部の内部或いは外部に配置される。また、光スイッチ１１は、ＡＯＭ以外にマイクロマシン方式光スイッチやＬＮ変調機等であっても良い。
【００２３】
この種光源１０から出力される種光は、特に制限されるものではないが、例えば、波長が１０７０ｎｍのレーザ光とされる。また、種光源１０は、コア、及び、コアを被覆するクラッドから構成される種光伝播用ファイバ１５に接続されており、種光源１０から出力される種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播する。種光伝播用ファイバ１５としては、例えば、シングルモードファイバが挙げられ、この場合、種光は種光伝播用ファイバ１５をシングルモード光として伝播する。
【００２４】
励起光源２０は、複数のレーザダイオード２１から構成され、上述のように種光の波長が１０７０ｎｍの場合、例えば、波長が９１５ｎｍの励起光を出力する。また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１は、励起光伝播用ファイバ２２に接続されており、レーザダイオード２１から出力される励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播する。励起光伝播用ファイバ２２としては、例えば、マルチモードファイバが挙げられ、この場合、励起光は励起光伝播用ファイバ２２をマルチモード光として伝播する。
【００２５】
増幅用光ファイバ３０は、コアと、コアを被覆するクラッドと、クラッドを被覆する樹脂クラッドと、樹脂クラッドを被覆する被覆層とから構成され、一方の端部が入力端３１とされ他方の端部が出力端３２とされている。クラッドの屈折率はコアの屈折率よりも低く、樹脂クラッドの屈折率はクラッドの屈折率よりもさらに低くされている。このようなコアを構成する材料としては、例えば、屈折率を上昇させるゲルマニウム等の元素、及び、励起光源２０から出力される励起光により励起されるイッテルビウム（Ｙｂ）等の増幅媒体としての活性元素が添加された石英が挙げられる。このような活性元素としては、希土類元素が挙げられ、希土類元素としては、上記Ｙｂの他にツリウム（Ｔｍ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、エルビウム（Ｅｒ）等が挙げられる。さらに活性元素として、希土類元素の他に、ビスマス（Ｂｉ）等が挙げられる。また、クラッドを構成する材料としては、例えば、何らドーパントが添加されていない純粋石英が挙げられる。また、樹脂クラッドを構成する材料としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられ、被覆層を構成する材料としては、例えば、樹脂クラッドを構成する樹脂とは異なる紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００２６】
コンバイナ４０は、種光伝播用ファイバ１５及びそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２と、増幅用光ファイバ３０の入力端３１とを接続している。具体的には、コンバイナ４０において、種光伝播用ファイバ１５のコアが、増幅用光ファイバ３０のコアに端面接続されており、さらにそれぞれの励起光伝播用ファイバ２２のコアが、増幅用光ファイバ３０のクラッドに端面接続されている。従って、種光源１０から出力される種光は、増幅用光ファイバ３０のコアに入力され、励起光源２０から出力される励起光は、増幅用光ファイバ３０のクラッドに入力される。
【００２７】
モニタ部５０は、種光伝播用ファイバ１５の途中に設けられる光分離部５１、及び、光分離部５１により分離された光を検出する光検出部５２とから構成される。光分離部５１は、例えば、融着延伸部を備える光カプラ等から構成され、増幅用光ファイバ３０の入力端３１から種光源１０に向かって出力する光を分離して、光検出部５２に出力する。また、光検出部５２は、例えばフォトダイオード等の光電変換素子から構成され、光分離部５１から入力する光を光電変換し、光分離部５１から入力する光の強度に基づいた信号を制御部６０に出力する。
【００２８】
制御部６０は、ディスクリート部品により構成され、光源制御部６１、及び、光検出部５２から入力する信号の電圧と基準電圧とを比較する比較器６２を有している。光源制御部６１は、定常の動作を制御するパートと、比較器６２の出力を受け非定常的に出力を出すパートからなり、これらは論理ゲートで構成されているか、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算器で構成されている。比較器６２は、光検出部５２から入力される信号と基準電圧とを比較して、その結果を光源制御部６１に出力する。また、光源制御部６１は、種光源１０の光スイッチ１１を制御する。従って、種光源１０から出力する種光は、光源制御部６１の制御信号に基づいた光とされる。
【００２９】
次に、このようなレーザ装置１の動作について説明する。なお、以下の説明においては、レーザ装置１からパルス光が出力される場合の動作について説明する。
【００３０】
まず、光源制御部６１から光スイッチ１１に制御信号が入力されて、光スイッチ１１は、予め定められた一定の周期（Ｔ）で低損失な状態と高損失な状態とを繰り返すようにスイッチング動作をする。従って、種光源１０からこのスイッチング動作に同期したパルス状の種光が一定の周期で出力される。このとき種光源１０から出力される種光は、上述のように、例えば、波長が１０７０ｎｍとされる。種光源１０から出力された種光は、種光伝播用ファイバ１５のコアを伝播して、コンバイナ４０に入力する。
【００３１】
また、励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から励起光が出力される。励起光源２０のそれぞれのレーザダイオード２１から出力される励起光は、上述のように、例えば、波長が９１５ｎｍとされる。そして、それぞれのレーザダイオード２１から出力された励起光は、励起光伝播用ファイバ２２を伝播しコンバイナ４０に入力する。
【００３２】
こうしてコンバイナ４０に入力したパルス状の種光は、増幅用光ファイバ３０の入力端３１からコアに入力して、コアを伝播する。一方、コンバイナ４０に入力した励起光は、増幅用光ファイバ３０の入力端３１からクラッドに入力して、クラッドを主に伝播する。
【００３３】
そして、増幅用光ファイバ３０において、励起光がコアを通過するときに、コアに添加されている活性元素に吸収されて、活性元素は励起状態とされる。励起された活性元素は、誘導放出を起こし、この誘導放出によりパルス状の種光が増幅されて、増幅用光ファイバ３０の出力端３２からパルス状の出力光が出力される。
【００３４】
図２は、図１の増幅用光ファイバ３０から出力される光の強度を模式的に示す図である。ただし、図２に示すＰ１、Ｐ２は、増幅用光ファイバ３０の出力端３２から出力される光の強度を示し、図２に示すＡＳＥは、増幅用光ファイバ３０の入力端３１から種光源１０に向かって出力される光の強度を示す。
【００３５】
図２に示すように、一定の周期（Ｔ）のパルス状の種光に同期して、増幅用光ファイバ３０の出力端３２からパルス状の出力光Ｐ１、Ｐ２が出力する。出力光Ｐ１が出力した後においては、増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態が、一旦低くなる。そして、出力光Ｐ１、Ｐ２が出力する間（パルス間：周期Ｔ）においては、増幅用光ファイバ３０に種光源１０から種光が入力されず、励起光源２０からの励起光のみが入力する。従って、一旦低い励起状態とされた増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態は、出力光Ｐ１が出力してから出力光Ｐ２が出力するまでの間において、時間の経過と共に徐々に高くされる。そして、増幅用光ファイバ３０の活性元素は、励起状態が高くなるにつれて自然放出光を放出して、増幅用光ファイバ３０の両端から、この自然放出光が増幅されたＡＳＥが出力される。このとき増幅用光ファイバ３０の出力端３２から出力されたＡＳＥの一部は、被加工体等により、反射して再び増幅用光ファイバに入力することがある。この増幅用光ファイバ３０に再び入力したＡＳＥは、増幅用光ファイバ３０において再び増幅されて、増幅用光ファイバ３０の入力端３１から種光源１０に向かって出力される。
【００３６】
上述のようにパルス間においては、増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態が徐々に高くされるため、増幅用光ファイバ３０から種光源１０に向かって出力されるＡＳＥは、図２に示すように徐々に強度が高くなる。
【００３７】
そして、種光源１０に向かって出力されたＡＳＥは、モニタ部５０の光分離部５１において、少なくとも一部が分離されて、光検出部５２に入力する。光検出部５２は、光分離部５１から入力した光の強度に基づいた信号を制御部６０に出力する。
【００３８】
制御部６０では、種光源１０から種光が出力されている期間、すなわち、出力光Ｐ１、Ｐ２が出力する期間においては、光検出部５２から出力された信号を無視する。そして、パルス間において、制御部６０では、光検出部５２から信号が入力されると、比較器６２において、この信号の電圧と、基準電圧Ｖｃｃとを比較する。そして、光検出部５２から出力される信号の電圧が、基準電圧Ｖｃｃより小さい場合には、比較器６２は、光検出部５２からの信号の電圧が低い旨の信号を光源制御部６１に出力する。例えばこの信号は、電圧の低い信号とされる。この場合、光源制御部６１は、光スイッチ１１に特別な制御信号を出力しない。つまり、光源制御部６１は、モニタ部５０に入力するＡＳＥが所定の強度より小さい場合には、種光源１０を通常の動作をするように制御する。従って、種光源１０は、この時点では種光の出力を行わない。そのため増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態は、時間の経過と共にさらに高くなる。そして、光検出部５２から比較器６２に入力する信号の電圧が基準電圧Ｖｃｃに達しない場合、次に種光を出力する時点で、光源制御部６１は、光スイッチ１１を制御して、種光源１０から種光を出力させる。こうして、出力光Ｐ１の次の出力光Ｐ２が出力される。
【００３９】
一方、周期Ｔのパルス間において、増幅用光ファイバ３０の入力端３１から種光源１０に向かって出力されているＡＳＥの強度が所定の強度以上である場合においては、光検出部５２から出力される信号の電圧が高くなり、比較器６２において、光検出部５２から出力される電圧が基準電圧Ｖｃｃよりも高いと判断される。この場合、比較器６２は、光検出部５２からの信号の電圧が高い旨の信号を光源制御部６１に出力する。この信号は、例えば電圧の高い信号とされる。この信号が光源制御部６１に入力すると、光源制御部６１は、光スイッチ１１を制御して、パルス間であるにもかかわらず、種光源１０から種光を強制的に出力させる。つまり、光源制御部６１は、モニタ部５０に入力するＡＳＥが所定の強度以上となった場合に、パルス間隔を一時的に短くすることで、種光源１０から種光を強制的に出力させる。こうして、出力された種光により、増幅用光ファイバ３０の活性元素は誘導放出を起こして、励起状態が低くされる。
【００４０】
なお、増幅用光ファイバ３０の活性元素が非常に高い励起状態の場合や、再入力したＡＳＥの強度が強い場合には、増幅用光ファイバ３０の異常発振を誘発して、図２において破線で示すような強い光Ｐｕが出力される虞がある。従って、上記のＡＳＥの所定の強度は、図２に示す強い光Ｐｕが出力される寸前の強度より小さい強度であれば良い。ただし、種光が入力されて出力光Ｐ１、Ｐ２が出力されるとき、出力光Ｐ１、Ｐ２の立ち上がりを良くするために、パルス間における増幅用光ファイバ２０の活性元素は、ある程度高い励起状態とされることが好ましい。従って、上記のＡＳＥの所定の強度は、図２に示す強い光Ｐｕが出力される寸前のＡＳＥの強度であることが好ましい。このような強度は、事前に測定されて、図２に示す強い光Ｐｕが出力されないように基準電圧Ｖｃｃ等が設定される。
【００４１】
以上説明したように、本発明のレーザ装置によれば、種光源１０と増幅用光ファイバ３０との間において、増幅用光ファイバ３０に種光が入力されていない状態で、増幅用光ファイバ３０から出力する光の強度をモニタすることで、増幅用光ファイバ３０から出力する光の強度を把握することができる。ところで、種光が増幅用光ファイバ３０に入力されていない状態においては、上述のように増幅用光ファイバ３０の出力端３２からＡＳＥが出力して、このＡＳＥが被加工体等で反射して、再び、増幅用光ファイバ３０に入力することがある。このとき増幅用光ファイバ３０の活性元素が非常に高い励起状態の場合や、再入力したＡＳＥの強度が強い場合には、増幅用光ファイバ３０の異常発振を誘発して、図２において破線で示すような強い光Ｐｕが出力される虞がある。しかし、本発明のレーザ装置１においては、上述のように種光源１０と増幅用光ファイバ３０との間において、増幅用光ファイバ３０から出力する光の強度を把握することができるので、増幅用光ファイバ３０から種光源１０に向けて出力するＡＳＥの強度を把握することができる。この増幅用光ファイバ３０から種光源１０に向けて出力するＡＳＥの強度は、増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態、及び、増幅用光ファイバ３０に再入力したＡＳＥの強度が、それぞれ影響した結果であるため、ＡＳＥの強度が強い場合には、増幅用光ファイバ３０の活性元素が高い励起状態であるか、再入力したＡＳＥの強度が強い状態であるかの少なくとも一方の状態とされる。そこで、モニタ部に入力するＡＳＥが所定の強度以上となった場合に、増幅用光ファイバ３０において異常発振の兆候があるとして、パルス間であっても、種光源１０から種光を強制的に出力させることで、活性元素の励起状態を低くすることができる。従って、増幅用光ファイバ３０における異常発振を防止することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図３は、本発明の第２実施形態に係るレーザ装置を示す図である。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態のレーザ装置２は、制御部６０が、励起光源２０のレーザダイオード２１を制御する励起制御部６３を有する点において、第１実施形態のレーザ装置１と異なる。従って、励起光源２０から出力する励起光は、励起制御部６３の制御信号に基づいた光とされる。また、比較器６２は、光検出部５２から入力される信号と基準電圧とを比較して、その結果を光源制御部６１及び励起制御部６３に出力する。
【００４４】
このようなレーザ装置２において、光検出部５２から入力される信号の電圧が、基準電圧Ｖｃｃより小さい場合には、比較器６２は、光検出部５２からの信号の電圧が低い旨の信号を光源制御部６１及び励起制御部６３に出力する。これら信号は、例えば電圧の低い信号とされる。この場合、光源制御部６１及び励起制御部６３は、それぞれ種光源１０及び励起光源２０に特別な制御信号を出力しない。つまり、光源制御部６１及び励起制御部６３は、モニタ部５０に入力するＡＳＥが所定の強度より小さい場合には、種光源１０及び励起光源２０を通常の動作をするように制御する。そのため種光源１０は、この時点で種光を出力せず、励起光源２０は、励起光を出力し続ける。従って、増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態は、時間の経過と共にさらに高くなる。そして、光検出部５２から比較器６２に入力する信号の電圧が、基準電圧Ｖｃｃに達しない場合、次に種光を出力する時点で、光源制御部６１は、光スイッチ１１を制御して、種光源１０から種光を出力させる。こうして、出力光Ｐ１の次の出力光Ｐ２が出力される。
【００４５】
一方、比較器６２において、光検出部５２から出力される電圧が基準電圧Ｖｃｃよりも高いと判断される場合、比較器６２は、光検出部５２からの信号の電圧が高い旨の信号を光源制御部６１及び励起制御部６３に出力する。これら信号は、例えば電圧の高い信号とされる。この信号が光源制御部６１及び励起制御部６３に入力すると、光源制御部６１が、光スイッチ１１を制御して、パルス間であるにもかかわらず、種光源１０から種光を強制的に出力させと共に、励起制御部６３が励起光源２０を制御して、各レーザダイオードから出力される励起光の強度を弱くする。つまり、光源制御部６１及び励起制御部６３は、モニタ部５０に入力するＡＳＥが所定の強度以上の場合には、種光源１０及び励起光源２０を制御して、種光源１０から種光を強制的に出力させると共に、励起光源２０から出力される励起光の強度を弱くする。こうして、出力された種光により、増幅用光ファイバ３０の活性元素は誘導放出を起こして、励起状態が低くされると共に、増幅用光ファイバ３０へ入力する励起光の強度が弱くなるため、活性元素の励起状態がさらに低くなる。なお、励起制御部６３は、モニタ部に入力するＡＳＥが少なくとも所定の強度より弱くなるまで励起光源２０を制御して、励起光源２０から出力される励起光の強度を小さくすることが好ましい。
【００４６】
このようなレーザ装置２によれば、増幅用光ファイバ３０に入力する励起光の強度を弱くすることで、増幅用光ファイバの励起状態を低くして、増幅用光ファイバにおける異常発振を防止することができ、より安全である。
【００４７】
以上、本発明について、第１、第２実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、第１、第２実施形態においては、増幅器として増幅用光ファイバ３０を用い、光源として種光源１０を用い、励起部として励起光源２０を用いたファイバレーザ装置を例に説明した。しかし、本発明は、励起部により励起状態とされる増幅媒体を有する増幅器に被増幅光が入力するレーザ装置であれば、ファイバレーザ装置である必要はない。例えば、増幅部が、半導体増幅器により構成され、励起部が半導体増幅器に電圧を印加する電圧源であっても良い。この場合においても、増幅器の増幅媒体が電圧源により励起状態とされ、被増幅光が入力されない状態においては、ＡＳＥが発生する。従って、出力したＡＳＥが被加工体等で反射して、再び増幅器に入力して、増幅器で増幅されたＡＳＥが光源に向かって出力する場合がある。この光源に向かって出力するＡＳＥをモニタすることにより、増幅器における異常発振を事前に把握することができる。そして、光源に向かって出力するＡＳＥが所定の強度よりも強い場合、異常発振の兆候があるとして、光源制御部の制御により光源から被増幅光を出力させればよい。こうして、半導体増幅器においても、異常発振を防止することができる。また、光源に向かって出力するＡＳＥが所定の強度よりも強い場合、光源から被増幅光を出力させるとともに、電圧源が半導体度増幅器に印加する電圧を低くしたり、電圧の印加を停止させる等の制御がされても良い。
【００４９】
また、本発明は、固体レーザ、ガスレーザなどにも適用出来る。例えば、ＭＯ−ＰＡ方式のエキシマレーザーなどでも、ＭＯとＰＡとの間にダイクロイックミラーを設置し、ＰＡからの後方ＡＳＥをパルス間の時間にモニタするという具合である。
【００５０】
また、例えば、第１、第２実施形態において、制御部６０は、ディスクリート部品により構成されるとしたが、制御部６０は、少なくとも一部がマイクロコンピュータにより構成されても良い。このように制御部６０の少なくとも一部をマイクロコンピュータにより構成する場合には、制御部６０に入力される電圧の値を基準電圧Ｖｃｃと比較するのではなく、制御部６０に入力する信号の電圧の値と電圧の変化の様子から、増幅用光ファイバ３０から出力されるＡＳＥが所定の強度になることを予想して、種光源１０及び励起光源２０の少なくとも一方を制御するように構成しても良い。
【００５１】
また、第２実施形態において、光検出部５２からの信号の電圧が高い旨の信号が励起制御部６３に入力すると、励起制御部６３は、励起光源２０を制御して、各レーザダイオードから出力される励起光の強度を弱くするとしたが、励起光源を制御して、各レーザダイオード２１を停止状態としても良い。この場合、増幅用光ファイバ３０の活性元素の励起状態をより確実に低い状態にすることができる。
【００５２】
また、第２実施形態において、光源制御部６１及び励起制御部６３は、モニタ部５０に入力するＡＳＥが所定の強度以上の場合には、種光源１０及び励起光源２０を制御して、種光源１０から種光を強制的に出力させると共に、励起光源２０からの励起光の出力を弱くさせるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、励起制御部６３が、励起光源２０を制御して励起光の出力を弱くさせたり、励起光源２０を停止状態とする制御を行い、光源制御部６１が、種光源１０から種光を強制的に出力させる制御を行わなくても良い。ただし、種光源１０から種光を出力したほうが、活性元素の励起状態が短時間で下げることができる。
【００５３】
また、第１、第２実施形態においては、一定の周期でパルス状の種光が出力するレーザ装置について説明したが、種光源１０からは連続光が出力されても良い。この場合においても、連続光が停止されたときに、異常発振が発生する虞があるが、本発明のレーザ装置によれば、この異常発振を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、増幅器における異常発振を防止することができるレーザ装置が提供される。
【符号の説明】
【００５５】
１、２・・・レーザ装置
１０・・・種光源（光源）
１１・・・光スイッチ
１５・・・種光伝播用ファイバ
２０・・・励起光源（励起部）
２１・・・レーザダイオード
２２・・・励起光伝播用ファイバ
３０・・・増幅用光ファイバ（増幅器）
３１・・・入力端
３２・・・出力端
４０・・・コンバイナ
５０・・・モニタ部
５１・・・光分離部
５２・・・光検出部
６０・・・制御部
６１・・・光源制御部
６２・・・比較器
６３・・・励起制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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